세미콘 코리아 2018에서 강호규 삼성전자 반도체 연구소장 겸 부사장이 4차 산업혁명을 위한 반도체 기술과 방향에 대해 기조연설을 했다.
반도체는 세계 경제 호전과 IoT, 자율주행차 등의 수요 증가로 2018년에도 강세를 이어갈 것으로 보인다. 실례로 두바이 드론 택배가 곧 상용화되고 아마존고에서는 사람들이 이제 줄을 서지 않는다. 일본 페퍼 로봇은 이미 일본 호텔에서 서비스가 시작되었다. IT 발전에 따른 생활의 변화가 여러 방면에서 일어나고 있다.
여러 분야 중 2018 CES의 화두로 주목받은 스마티도시가 대표적이다. 여러 나라에서 샘플 도시가 선정 되고 우리나라에서도 부산과 세종이 후보로 선정되며 미래 산업으로 주목받고 있다. 이는 도시 구성요소를 인터넷과 5G로 연결하고 빅데이터와 AI를 이용해 궁극적으로 시민에게 안전한 환경을 제공한다.
4차 산업의 핵심은 빅데이터 기반의 AI, 반도체가 필수
반도체 미세공정 감소둔화 협력 통해 극복해야할 때
세미콘 코리아 2018에서 강호규 삼성전자 반도체 연구소장 겸 부사장이 4차 산업혁명을 위한 반도체 기술과 방향에 대해 얘기했다.
반도체는 세계 경제 호전과 IoT, 자율주행차 등의 수요 증가로 2018년에도 강세를 이어갈 것으로 보인다. 실례로 두바이 드론 택배가 곧 상용화되고 아마존고를 통해 사람들이 이제 마트에서 줄을 서지 않는다. 일본 페퍼 로봇은 이미 호텔에서 서비스를 하고 있다. 이렇듯 IT 발전에 따른 생활의 변화가 여러 방면에서 일어나고 있다.
빅데이터에 기초한 AI와 반도체의 관계
강호규 부사장은 “컴퓨팅과 일렉트로닉스 등 전 분야에서 사용되는 반도체는 빅데이터에 힘입어 연 6%의 탄탄한 성장과 2017년에는 21% 이상의 성장을 기록했다”고 말했다. 이어 “4차 산업은 빅데이터 기반의 AI가 핵심이다. 그리고 인간의 뇌 기능을 모방하기 위해 탄생했다”며 “뇌는 기억을 저장하고 생각, 계산한다. 시스템에서 이러한 역할을 하는 것이 반도체다”라고 강조했다.
발전에 따라 다양한 분야에 영향을 미치지만 그 중에서도 2018 CES의 화두로 주목받은 스마트도시에 대한 관심이 크다. 여러 나라에서 시범 도시가 선정 되고 국내에서도 부산과 세종이 후보로 선정되었다. 이는 도시 구성요소를 5G로 연결하고 빅데이터와 AI를 이용해 궁극적으로 시민에게 안전한 환경을 제공한다.
실질적인 빅데이터에 기초한 AI와 반도체와의 관계는 다음과 같다. 이미지 데이터는 씨모스(CMOS) 이미지 센서, 위치나 거리 정보는 반도체 기반의 라이더, 움직임은 DVS(Digital Voltage Scailng)가 관장할 것으로 보인다. 그리고 모뎀, 메모리, CPU 애플리케이션 프로세서 NPU 등이 활용될 것으로 예상했다. 반도체가 실질적인 AI의 머리와 눈, 귀, 팔, 다리 등의 신체의 역할을 하는 근본 요소다.
강호규 부사장은 “컴퓨팅과 일렉트로닉스 등 전 분야에서 사용되는 반도체는 빅데이터에 힘입어 연 6%의 탄탄한 성장과 2017년에는 21% 이상의 성장을 기록했다”고 말했다. 이어 “4차 산업 빅데이터 기반의 핵심인 AI는 인간의 뇌 기능을 모방하기 위해 탄생했다”며 “뇌는 기억을 저장하고 생각, 계산한다. 시스템에서 이러한 역할을 하는 것이 반도체다”라고 강조했다.
작년 정보량은 32ZB(제타바이트)로 점점 증가해 2025년에는 160ZB가 생성될 전망이다. 강 부사장은 “데이터는 21세기의 오일이고 석유다”라고 말했다. 즉, 21세기는 석유를 통해 발전을 이뤘고 이제는 데이터를 통해 이뤄질 것으로 봤다.
미세공정 둔화 감소, 소재와 설비로 해결해야
국내 반도체는 50년간 수십억 개의 선과 공간(Line & Space)을 줄이고 트랜지스터 크기를 증가시켜 단위 면적 당 들어가는 수를 증가시켰다. 이러한 작업은 반도체의 성능을 높이고 전력 소모를 줄였다. 그리고 무엇보다 비용을 줄였다. 그 결과 국내 반도체 기업은 세계적인 기업으로 성장하며 기술적으로 발전했다. 하지만 표면적인 반도체의 수요 증가와 발전만으로 상황을 낙관적으로 전망할 수 있는 것은 아니다.
최근 선과 공간의 최소 단위인 미세공정을 감소시키는 데 어려움을 겪고 있다. 감소 속도가 둔화하면서 개발 비용이 다시 증가하고 있다. 먼저 DRAM은 커패스터 면적은 작게, 높이는 높게 제작하면서 트랜지스터 구조를 변화시키고 이로써 구성 물질의 저항을 낮추는 방식으로 문제점에 대응해야 한다. 또 낸드플래시는 밀도를 드라이브하면서 획기적인 변화를 이뤄내며 2D에서 3D로 진화했다. 평면 구조에서는 개별 트랜지스터를 작게 만드는 데 집중했지만 수직 구조에서는 트랜지스터를 차곡차곡 위로 쌓아 더 많은 부품을 장착할 수 있어야 한다.
이런 기술적 실현을 위해서는 설비와 소재 업체가 주요한 역할을 해야한다. 삼성반도체는 설비와 소재 업체 협력 프로젝트 수를 지난 5년간 3배 증가시킴으로써 해결했다. 강 부사장은 “설계와 소재 제조업자들 덕분에 현재의 반도체 발전을 이뤄냈다. 그러나 앞으로 닥칠 문제점은 더욱 복잡하고 어려울 것이다. 이들의 혁신을 기대한다”고 말했다.
